專利名稱：大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工件表面拋光，特別是一種用于大型環(huán)形拋光機(jī)的大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置。
背景技術(shù)：
環(huán)形拋光是目前世界上幾乎唯一的大口徑、全局化平面光學(xué)元件加工技術(shù)，它是將待拋光工件在一定的壓力及拋光液的存在下相對(duì)于拋光膠盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助磨粒的機(jī)械磨削作用以及化學(xué)氧化劑的腐蝕作用來(lái)完成對(duì)工件表面的材料去除并獲得光潔表面的。與其它技術(shù)相比，這種技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)大口徑工件的局部和全局平面化，能夠消除工件表面的高點(diǎn)和波浪形，消除高頻缺陷，表面加工質(zhì)量能夠達(dá)到超光滑的程度；平面化速度快，加工精度高，應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)大規(guī)模推廣。環(huán)拋機(jī)是這種技術(shù)的主要載體。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，光學(xué)元件的通光口徑和加工精度要求越來(lái)越高，因此環(huán)拋機(jī)也向大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，臺(tái)面直徑由原來(lái)的lm、1.2m逐漸發(fā)展到目前的2.4m, 2.8m甚至4m以上等，而且機(jī)械化、自動(dòng)化程度越來(lái)越高。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)拋機(jī)主要包括一個(gè)由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大理石拋光盤3，該拋光盤的上表面澆注一層厚度、性能均勻的拋光膠盤4，參見圖1所示。當(dāng)環(huán)拋機(jī)開始工作時(shí)，將待加工工件平放在拋光膠盤4上，同時(shí)開動(dòng)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)拋光盤3以一定的速度繞中心旋轉(zhuǎn)。在拋光膠盤2運(yùn)動(dòng)摩擦力的作用下，工件在拋光膠盤4上做無(wú)規(guī)則的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并與拋光膠盤4產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)工件與拋光膠盤4的接觸面進(jìn)行材料去除以獲得光滑表面。由上述可知，拋光膠盤4的平整度和質(zhì)量性能對(duì)工件最終的拋光效 果影響極大。
由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，很多領(lǐng)域?qū)鈱W(xué)元件的表面面形精度要求非常高，因此對(duì)拋光膠盤4的平面度要求也越來(lái)越高。拋光膠盤4的盤面澆注好后，需要將拋光膠面修平并在表面上開槽和修刮，一方面便于容納更多的拋光液并及時(shí)排出磨削雜質(zhì)，另一方面便于水的循環(huán)流動(dòng)，使拋光過程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)，保證拋光膠盤的面形穩(wěn)定。雖然在使用過程中有一校正盤對(duì)拋光膠盤的面形進(jìn)行實(shí)時(shí)修整，但是拋光膠盤在使用一段時(shí)間后，表面的平整度變差，拋光膠盤不同位置的去除率發(fā)生變化；另外，拋光膠盤表面一層老化嚴(yán)重，拋光粉的附著能力降低，工件的去除率減小，不利于工件的繼續(xù)拋光，需要重新對(duì)整個(gè)拋光膠盤進(jìn)行開槽修整。在目前階段，大型環(huán)拋機(jī)的拋光膠盤的開槽和修盤工作均由工人憑經(jīng)驗(yàn)完成，機(jī)械化的程度很低；另外，現(xiàn)代大型環(huán)拋機(jī)直徑往往達(dá)4m以上，一般每天要對(duì)膠盤修整I 2次，2個(gè)工人修整一次拋光膠盤往往需要耗費(fèi)3個(gè)小時(shí)以上才能完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，進(jìn)度難于保障，而且更重要的是修整質(zhì)量不高，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不能實(shí)現(xiàn)拋光的確定性加工。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于大型環(huán)拋機(jī)的大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置，以實(shí)現(xiàn)大型拋光膠盤開槽和修盤的機(jī)械化作業(yè)，克服原有的依靠工人經(jīng)驗(yàn)的人工作業(yè)方式，有利于大型環(huán)拋機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控，提高了環(huán)拋機(jī)的整體集成化和自動(dòng)化程度，大大提高了拋光膠盤開槽和修盤的效率。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置，該裝置包括一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大理石拋光盤，該拋光盤的上表面燒注一層均勻的拋光膠，形成拋光膠盤，其特點(diǎn)在于:在所述的大理石拋光盤的一側(cè)設(shè)立一落地的承重機(jī)架，該機(jī)架由支撐立柱和位于該立柱上端的水平橫梁構(gòu)成，該水平橫梁上設(shè)有水平導(dǎo)軌、水平絲桿、拖板和步進(jìn)電機(jī)，所述的拖板在所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下由水平絲桿帶動(dòng)在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，該拖板可在水平方向沿拋光膠盤的徑向移動(dòng)，該拖板上安裝有開槽銑刀、修盤刮刀、第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置和第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置，所述的第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述的開槽銑刀的高度、進(jìn)給和施壓，由所述的第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述的修槽刮刀的高度、進(jìn)給和施壓。所述的修盤刮刀為鋸齒形結(jié)構(gòu)，具有鋸齒的個(gè)數(shù)和鋸齒的齒距不同的配件，根據(jù)實(shí)際需要更換使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、本發(fā)明依靠螺旋位移調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行開槽銑刀和修盤刮刀的高度、進(jìn)給量和施加壓力的調(diào)節(jié)和控制，操作簡(jiǎn)單，便于工人現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。2、本發(fā)明大理石拋光盤的轉(zhuǎn)速和拖板的進(jìn)給速度由各自的驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)控制，可以同時(shí)按照各自設(shè)定速度運(yùn)行。3、本發(fā)明機(jī)械化代替了原來(lái)的手工操作，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；大型拋光膠盤的修整質(zhì)量和工件的確定 性加工程度均得以提高，大大提高了拋光膠盤開槽和修盤的效率。


圖1為本發(fā)明大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置可以完成的開槽和修盤形狀示意圖；圖中:1 一環(huán)拋機(jī)座，2 —驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3 —大理石拋光盤，4 一拋光膠盤，5 —盤上支柱，6 一水平橫梁，7 一水平導(dǎo)軌，8 一水平螺旋絲桿，9 一第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置，10 一拖板，11 一刮刀附著板，12 一第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置，13 一步進(jìn)電機(jī)，14 一支撐立柱，15 一修盤刮刀，16 —開槽銑刀(a)—同心圓深槽，(b)—同心圓細(xì)槽，(C)—放射形槽，Cd)—螺旋槽，Ce)—同心圓深槽、同心圓細(xì)槽與放射形槽結(jié)合，Cf) 一螺旋槽與放射形槽結(jié)合
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明大型環(huán)拋膠盤開槽和修盤的裝置，由圖可見，本發(fā)明大型環(huán)拋膠盤開槽和修盤的裝置，該裝置包括一個(gè)由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大理石拋光盤3，該拋光盤的上表面澆注一層均勻的拋光膠，形成拋光膠盤4，在所述的大理石拋光盤3的外側(cè)設(shè)立一落地的承重機(jī)架，該機(jī)架由支撐立柱14位于該立柱上端的水平橫梁6構(gòu)成，該水平橫梁6上設(shè)有水平導(dǎo)軌7、水平絲桿8、拖板10和步進(jìn)電機(jī)13，所述的拖板10在所述的步進(jìn)電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)下由水平絲桿8帶動(dòng)在水平導(dǎo)軌7上運(yùn)動(dòng)，該拖板10可在水平方向沿拋光膠盤的徑向移動(dòng)，該拖板10上安裝有開槽銑刀16、修盤刮刀15、第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置9和第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12，所述的第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12調(diào)節(jié)所述的開槽銑刀16的高度、進(jìn)給和施壓，由所述的第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置9調(diào)節(jié)所述的修槽刮刀15的高度、進(jìn)給和施壓。
所述的修盤刮刀為鋸齒形結(jié)構(gòu)，具有鋸齒的個(gè)數(shù)和鋸齒的齒距不同的配件，根據(jù)實(shí)際需要更換使用。
修盤刮刀15主要用于細(xì)槽的開槽工作，開槽銑刀16主要用于深槽的開槽工作。
拋光膠盤的開槽和修盤實(shí)際上是對(duì)整個(gè)拋光膠盤4進(jìn)行一次平面切削加工。通過調(diào)節(jié)拋光盤3、修盤刮刀15以及開槽銑刀16的相對(duì)運(yùn)行速度和位置，可以實(shí)現(xiàn)如圖2所示的(a)同心圓深槽、(b)同心圓細(xì)槽、(c)放射形槽、(d)螺旋槽的開槽和修盤方式。
對(duì)于同心圓深槽(a)，首先使開槽銑刀16的位置處于起始位置，按照開槽要求通過第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12調(diào)整開槽銑刀16的高度，調(diào)整完成后固定開槽銑刀16。然后啟動(dòng)拋光盤3使拋光膠盤按照一定的速度旋轉(zhuǎn),最后使開槽統(tǒng)刀16在拋光膠盤上運(yùn)行一圈，完成最外側(cè)圓形深槽的開槽工作。接著，按照開槽要求，控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，使拖板10在水平方向上帶動(dòng)開槽銑刀16沿拋光膠盤徑向移動(dòng)一段距離，進(jìn)行第二根圓形深槽的開槽工作。重復(fù)上述操作，直至盤面上完成全部的圓形深槽開槽工作，這一系列的圓形深槽即為同心圓形狀。
對(duì)于同心圓細(xì)槽(b)，首先使修盤刮刀15的位置處于起始位置，按照開槽要求通過螺旋位移調(diào)節(jié)裝置9調(diào)整修盤刮刀15的高度，調(diào)整完成后固定修盤刮刀15 ;另外，通過螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12收起開槽銑 刀16。然后啟動(dòng)拋光盤3使拋光膠盤按照一定的速度旋轉(zhuǎn)，最后使修盤刮刀15在拋光膠盤上運(yùn)行一圈，完成一組同心圓圓形細(xì)槽的開槽工作。由于修盤刮刀15為鋸齒形結(jié)構(gòu)，端面和施壓較小，所以一般用修盤刮刀15進(jìn)行細(xì)槽開槽工作，每運(yùn)行一圈開出的同心圓細(xì)槽數(shù)量與修盤刮刀的鋸齒數(shù)量相當(dāng)。接著，按照開槽要求，控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，使拖板10在水平方向上帶動(dòng)修盤刮刀15沿拋光膠盤徑向移動(dòng)一段距離，進(jìn)行第二組圓形細(xì)槽的開槽工作。重復(fù)上述操作，直至盤面上完成全部的圓形細(xì)槽開槽工作，這一系列的圓形細(xì)槽即為同心圓形狀。
對(duì)于放射形槽(C)，首先使開槽銑刀16的位置處于起始位置，按照開槽要求通過螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12調(diào)整開槽銑刀16的高度。然后固定拋光盤3，控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，使拖板10在水平方向上帶動(dòng)開槽銑刀16沿拋光膠盤徑向走刀。開好第一條徑向直線槽后，啟動(dòng)拋光盤3按照分度要求旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，使拖板10在水平方向上帶動(dòng)開槽銑刀16沿拋光膠盤徑向走刀，進(jìn)行第二根徑向直線槽的開槽工作。重復(fù)上述操作，直至盤面上完成全部的徑向直線槽開槽工作，這一系列的徑向直線槽即為放射形形狀。
對(duì)于螺旋槽(d)，首先使開槽銑刀16的位置處于起始位置，按照開槽要求通過螺旋位移調(diào)節(jié)裝置12調(diào)整開槽銑刀16的高度。然后啟動(dòng)拋光盤3使拋光膠盤按照一定的速度旋轉(zhuǎn)。同時(shí)控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)13，使拖板10在水平方向上帶動(dòng)開槽銑刀16沿拋光膠盤徑向走刀。拋光盤2的轉(zhuǎn)速和開槽銑刀16的徑向進(jìn)給速度根據(jù)開槽要求分別控制。拋光盤2與開槽銑刀16同時(shí)運(yùn)行對(duì)整個(gè)膠盤平面進(jìn)行切削加工，直至盤面上完成全部的開槽工作，即為螺旋形狀。
上述四種開槽形狀可以按照程序一次性、高效率、全自動(dòng)的完成，完全脫離了人工操作，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
上述四種開槽形狀可以相互結(jié)合，形成如圖2所示的(e)和(f)等實(shí)際拋光效果更好的組合型開槽方式。
實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明有利于大型環(huán)拋機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控，提高了環(huán)拋機(jī)的整體集成化和自動(dòng)化程度， 減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了拋光膠盤開槽和修盤的效率。
權(quán)利要求
1.一種大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置，該裝置包括一個(gè)由電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大理石拋光盤(3),該拋光盤的上表面燒注一層均勻的拋光膠,形成拋光膠盤(4),其特征在于:在所述的大理石拋光盤(3)的外側(cè)設(shè)立一落地的承重機(jī)架，該機(jī)架由支撐立柱(14)位于該立柱上端的水平橫梁(6)構(gòu)成，該水平橫梁(6)上設(shè)有水平導(dǎo)軌(7)、水平絲桿(8)、拖板(10)和步進(jìn)電機(jī)(13)，所述的拖板(10)在所述的步進(jìn)電機(jī)(13)的驅(qū)動(dòng)下由水平絲桿(8)帶動(dòng)在水平導(dǎo)軌(7)上運(yùn)動(dòng)，該拖板(10)可在水平方向沿拋光膠盤的徑向移動(dòng)，該拖板(10)上安裝有開槽銑刀(16)、修盤刮刀(15)、第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置(9)和第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置(12)，所述的第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置(12)調(diào)節(jié)所述的開槽銑刀(16)的高度、進(jìn)給和施壓，由所述的第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置(9)調(diào)節(jié)所述的修槽刮刀(15)的高度、進(jìn)給和施壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置，其特征在于:所述的修盤刮刀(15)為鋸齒形結(jié)構(gòu)，具有鋸齒的個(gè)數(shù)和鋸齒的齒距不同的配件，根據(jù)實(shí)際需要更換使用。
全文摘要
一種大型拋光膠盤的開槽和修盤裝置，包括一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的大理石拋光盤，在所述的大理石拋光盤的一側(cè)設(shè)立一落地的承重機(jī)架，該機(jī)架由支撐立柱和位于該立柱上端的水平橫梁構(gòu)成，該水平橫梁上設(shè)有水平導(dǎo)軌、水平絲桿、拖板和步進(jìn)電機(jī)，所述的拖板上安裝有開槽銑刀、修盤刮刀、第一螺旋位移調(diào)節(jié)裝置和第二螺旋位移調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明有利于大型環(huán)拋機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控，提高了環(huán)拋機(jī)的整體集成化和自動(dòng)化程度，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了拋光膠盤開槽和修盤的效率。
文檔編號(hào)B23P23/02GK103212991SQ20131014778
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者頓愛歡, 吳福林, 顧建勛, 徐學(xué)科 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所